[發明專利]表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片及其制備工藝

有效

• 申請號: 201410180448.6
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103964897A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 崔國峰;趙杰
• 申請（專利權）人: 惠州市力道電子材料有限公司
• 主分類號: C04B41/85
• 分類號: C04B41/85
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

技術領域

本發明涉及表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片及其制備工藝。

背景技術

由于大功率高導熱的需求，具有較高導熱率的氮化鋁陶瓷被廣泛用作電路絕緣基板。然而，氮化鋁是一種具有六方纖鋅礦型（Wurtzite）結構的共價鍵化合物，具有強烈的共價鍵性質，其與金屬鍵的性質差別較大，與金屬層的結合力很弱。

因此，需要對氮化鋁陶瓷進行特殊處理，使其表面部分轉化為氧化鋁，獲得離子鍵結構，從而獲得高結合強度的氮化鋁陶瓷，實現陶瓷金屬化。

現有技術中，一般采用直接燒結的方法獲得氧化鋁薄膜，但此薄膜的結構疏松，金屬層與氮化鋁的鍵和結合力較差。

發明內容

本發明的目的在于提供表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片及其制備工藝。

本發明所采取的技術方案是：

表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片，其在氮化鋁陶瓷表面上或部分表面上設有一層離子化合物膜，所述的離子化合物膜的厚度為0.1-100nm。

所述的離子化合物膜為氧化鋁膜或氮化鉭膜。

氮化鋁陶瓷片表面制備微納米氧化鋁膜或氮化鉭膜的工藝，包括以下步驟：

1）將氮化鋁陶瓷片浸入硝酸溶液中處理，處理完成后清洗干凈，然后浸入偏鋁酸鹽溶液中處理，處理完成后清洗干凈；

2）將清洗干凈的陶瓷片進行燒結至其表面生成0.1-100nm厚的氧化鋁膜；或者在清洗干凈的陶瓷片表面磁控濺射氧化鋁或氮化鉭即可；濺射形成的氧化鋁膜或氮化鉭膜的厚度為0.1-100nm。

所述的硝酸溶液的濃度為5.0-14.5mol /L；陶瓷片在硝酸溶液中處理的時間為30-60min。

偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀；所述的偏鋁酸鹽溶液的濃度為5.0-15.0mol/L；所述的偏鋁酸鹽溶液的溫度為75-85℃。

燒結的溫度為300-1800℃，燒結的時間為8-12h。

一種高導熱基板，其在表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片表面上依次設有緩沖層、第一導電層、第二導電層。

所述的緩沖層為Ti、Mo、W中的至少兩種形成的合金層；所述的緩沖層的厚度為50-800 ?。

所述的第一導電層為Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe 中的一種形成的金屬層或其中至少兩種形成的合金層；所述的第一導電層的厚度為50-800 ?。

所述的第二導電層為Ag、Cu、Au 中的一種形成的金屬層或至少兩種形成的合金層；所述的第二導電層的厚度為0.05-1.0mm。

本發明的有益效果是：本發明的氮化鋁陶瓷片，其表面上或部分表面上有一層離子化合物膜，在此結構的氮化鋁陶瓷片表面進行金屬化后，金屬層同氮化鋁陶瓷片的結合力大大提高。

具體實施方式

表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片，其在氮化鋁陶瓷表面上或部分表面上設有一層0.1-100nm的離子化合物膜。

所述的離子化合物膜為氧化鋁膜或氮化鉭膜。

表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片的制備工藝，包括以下步驟：

1）將氮化鋁陶瓷片浸入硝酸溶液中處理，處理完成后清洗干凈并干燥，然后浸入偏鋁酸鹽溶液中處理，處理完成后清洗干凈并干燥；

2）將經過步驟1）處理的陶瓷片進行燒結至其表面生成0.1-100nm厚的氧化鋁膜；或者在經過步驟1）處理的陶瓷片表面磁控濺射氧化鋁或氮化鉭即可；濺射形成的氧化鋁膜或氮化鉭膜的厚度為0.1-100nm。

氮化鋁陶瓷片的厚度為0.1-1mm。

所述的硝酸溶液的濃度為5.0-14.5mol /L。

陶瓷片在硝酸溶液中處理的時間為30-60min。

偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀。

所述的偏鋁酸鹽溶液的濃度為5.0-15.0mol/L；所述的偏鋁酸鹽溶液的溫度為75-85℃。

燒結的溫度為300-1800℃，燒結的時間為8-12h。

一種高導熱基板，其在表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片表面上依次設有緩沖層、第一導電層、第二導電層；其中，所述的表面有微納米離子化合物膜的氮化鋁陶瓷片的制備工藝如前所述。

所述的緩沖層為Ti、Mo、W中的至少兩種形成的合金層；所述的緩沖層的厚度為50-800 ?。

所述的第一導電層為Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe 中的一種形成的金屬層或其中至少兩種形成的合金層；所述的第一導電層的厚度為50-800 ?。